WO2007098972A1 - Electrical device with a plastic plug part disposed on a circuit support - Google Patents

Electrical device with a plastic plug part disposed on a circuit support Download PDF

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WO2007098972A1
WO2007098972A1 PCT/EP2007/050207 EP2007050207W WO2007098972A1 WO 2007098972 A1 WO2007098972 A1 WO 2007098972A1 EP 2007050207 W EP2007050207 W EP 2007050207W WO 2007098972 A1 WO2007098972 A1 WO 2007098972A1
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WO
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electrical device
housing base
plug part
plastic plug
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PCT/EP2007/050207
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Lubomir Chlumsky
Leopold Hellinger
Anton Kocevar
Gerhard Neumann
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH
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Publication date
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Priority to EP07703754A priority patent/EP1989934B1/en
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    • H05K5/006—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB characterized by features for holding the PCB within the housing
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
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    • H01R12/722—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits
    • H01R12/724—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits containing contact members forming a right angle
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    • H05K5/0082—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for transmission control units, e.g. gearbox controllers

Definitions

  • the invention relates to an electrical device, in particular a control device for a motor vehicle, having a plate-shaped circuit carrier mounted on a metallic housing base plate on which a plastic plug part is arranged on a side remote from the housing base plate.
  • Electrical devices that are used in automotive engineering, for example, to control a transmission usually consist of a housed in a housing plate-shaped circuit board, which is mounted on a housing base plate.
  • the electrical contacts of the plastic plug part are connected to conductor tracks on the circuit carrier.
  • connection cable initiated mechanical stresses of electrical connections, solder joints or PCB connectors that is, the mechanical connection between the plastic connector part, the circuit carrier and the housing base plate is structurally as stable as possible.
  • Connection cable and the tracks on the circuit board affected. An inadequate attachment of the plastic plug part can thus cause the failure of the entire electrical device.
  • the object of the invention is to provide an electrical device in which the mechanical attachment between a plastic connector part, a plate-shaped circuit substrate and a metallic housing base plate as stable as possible, easy to perform and inexpensive to manufacture.
  • the invention is based on capturing the surface pressure occurring during a riveting operation by means of a support part, so that a plug part made of plastic can also be riveted without damage to a circuit carrier and a metal base plate.
  • the electrical device according to the invention is thus characterized in that for joint mounting between the plastic plug part, the circuit carrier and the metallic base plate fastening means are provided which project peg-shaped from the base plate, in each case at an end of this fastening means by corresponding recesses in the circuit carrier and performed in the plastic plug part. At the end of a transformation is formed, which is supported by means of a support member on the plastic plug part.
  • the surface pressure acting on the plastic plug part during the production of the rivet connection is lower.
  • the plastic plug part is less heavily loaded during the manufacture of the mechanical connection. It no longer comes to damage the
  • each pin-shaped fastening element as a rivet dome produced in one piece with the base plate of the housing.
  • each fastener is an integral part of the base plate and can with this in one
  • Operation for example, be produced by extrusion.
  • the support member is formed as a rivet bushing
  • the end has a radially outwardly directed flange and at an end lying to the base plate a radially inwardly directed flange.
  • a preferred embodiment is characterized in that the rivet bushing is frictionally held in a bore of the plug part.
  • the rivet is a captive part of the plug.
  • the plug is supplied together with the rivet bushing as a supplier's article to the manufacturer of the electrical device.
  • the end-side deformation of the rivet dome is done in one operation. If the closing head formed during the deformation takes place at the radially inwardly directed flange of the rivet bushing, the height of the rivet dome can be kept low with appropriate design of the rivet bushing. This is favorable during the extrusion of the rivet dome.
  • the material used for the base plate is preferably an aluminum alloy is used.
  • the rivet bush is preferably made of a high strength steel sheet by deep drawing.
  • FIG. 3 shows the plastic plug part with a view of the opening of the plug shaft
  • FIG. 4 shows the plastic plug part with a view of the printed circuit board plug contacts
  • FIG. 6 shows the rivet bush in an enlarged, three-dimensional representation
  • Figure 7 the housing base plate in a three-dimensional view.
  • a control device for a motor vehicle is shown in each case in a perspective view as an embodiment of the invention.
  • a circuit substrate 2 is fixed, which can be seen through the transparent housing cover.
  • a plastic connector part 3 is fixed, which is shown in the figure 3 with a view of the connector shaft.
  • FIG. 4 shows the plastic plug part 3 in a view of the printed circuit board plug contacts 4.
  • the printed circuit board plug contacts 4 establish the electrical connection to printed conductors 14 on the circuit carrier 2.
  • FIGS. 5a and 5b show by way of example the attachment between the plastic plug part 3, the circuit carrier 2 and the housing base plate 1 in a sectional drawing.
  • Hollow-cylindrical, thin-walled rivet domes 8 are formed on the housing base plate 1 by extrusion. These rivet domes 8 form - as explained in more detail below - a mechanical connection between the plastic housing part 3, the circuit substrate 2 and the housing base plate 1 and between the circuit substrate 2 and the housing base plate 1.
  • each rivet dome 8 by a corresponding Recess 12 in the circuit substrate 2 and a recess 13 in the plastic plug part 3 pushed through.
  • the rivet bushing 5 consists of a rivet bushing 5, which is made of a high-strength steel sheet by deep drawing. The wall thickness is 0.5 mm.
  • the rivet bush 5 is frictionally held in the recess 13 formed as a bore. It is thus captive connected to the plug part 3, that is, an integral part of the plastic plug part 3.
  • the plastic plug part 3 is made by injection molding.
  • the rivet bushing 5 can also be at least partially encapsulated by the polymeric material of the plug part 3. In this case, the rivet bush 5 is inserted in the production of the plastic plug part 3 as an insert in the injection molding tool.
  • the rivet bush 5 is cup-shaped in cross-section with a bottom-side hole.
  • each rivet dome 8 is supported on the housing base plate 1, which is the preparation by Cold extrusion presses, since the height of the rivet dome 8 can be kept small.
  • this rivet bushing 5 acts as a stiff pressing intermediate part. It ensures that in the production of the riveted joint neither the applied deformation forces nor the
  • Leibungstik in the formation of the closing head 9 can damage the plastic connector part 3. If vibrations are transmitted during operation of the motor vehicle from the connecting cable to the plastic plug part, this mechanical connection ensures that the electrical connection between the printed circuit board plug contacts 4 of the plug part 3 and printed conductors 12 on the side 15 of the printed circuit board 2 is not impaired.
  • FIG. 7 shows the housing base plate 1 in a perspective view for the exemplary embodiment shown.
  • peg-shaped protruding rivet dome 8 can be seen. These rivet domes 8 are in the area of sikkenförmigen
  • the plastic plug part 3 shown separately in FIG. 3 and in FIG. 4, is fastened by two opposing rivet domes, which are identified by the reference numeral 8 'in FIG.
  • the housing base plate 1 is made of an aluminum alloy.
  • the rivet domes 8 have a height that is greater than the diameter, preferably the height corresponds to about 1.5 times to six times the diameter of a rivet dome 8.
  • the rivet domes are produced by extrusion in one operation together with the housing base plate 1. In the production of the control device is now moved so that on these rivet dome 8 of the circuit substrate 2 together with the on it, placed by the inserted PCB plug contacts 4 plastic plug part 3 is placed and centered by the rivet dome 8.
  • the plastic plug part 3 can be riveted thanks to the rivet bushing 5 without damage.
  • the rivet book 5 makes it possible that the closing head 9 is close to the housing base plate 1. Thereby, the height of the rivet dome 8 can be kept low, which is favorable for cold extrusion.
  • Plastic plug part is not damaged in the formation of the riveted joint.
  • the reliability of the electrical device can be kept high over a long service life, even if high acceleration forces act on the electrical device or strong vibrations are transmitted via the cable to the connector 3. Compilation of the reference numbers used

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Abstract

The invention relates to an electrical device, in particular a control unit for a motor vehicle, comprising a plate-shaped circuit support (2) fixed on a metallic base plate (1) of the housing, on which a plastic plug part (3) is fixed on a side (15) facing away from the metallic base plate (1), characterized in that fixing means (8, 9), which are pivot-shaped and protrude from the base plate (1), are provided for the common mounting of the plastic plug part (3), the circuit support (2) and the metallic base plate (1) of the housing, that said fixing means (8, 9) are guided through corresponding recesses (12, 13) in the circuit support (2) and in the plastic plug part (3), that a deformation is produced at each inserted end and that each deformation is supported y a supporting part (5) on said plastic plug part (3).

Description

Beschreibungdescription
Elektrisches Gerät mit einem auf einem Schaltungsträger angeordneten KunststoffsteckerteilElectrical device with a arranged on a circuit board plastic connector part
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, mit einem auf einer metallischen Gehäusegrundplatte befestigtem plattenförmigen Schaltungsträger auf dem an einer von der Gehäusegrundplatte abgewandten Seite ein Kunststoffsteckerteil angeordnet ist.The invention relates to an electrical device, in particular a control device for a motor vehicle, having a plate-shaped circuit carrier mounted on a metallic housing base plate on which a plastic plug part is arranged on a side remote from the housing base plate.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Geräte, die in der Kraftfahrzeugtechnik beispielsweise zur Steuerung eines Getriebes eingesetzt werden, bestehen meist aus einem in einem Gehäuse untergebrachten plattenförmigen Schaltungsträger, der auf einer Gehäusegrundplatte befestigt ist. Der Anschluss eines Kabels erfolgt über ein Kunststoffsteckerteil, das durch eine Durchführung im Gehäuse herausgeführt ist. Die elektrischen Kontakte des KunststoffSteckerteils sind mit Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger verbunden.Electrical devices that are used in automotive engineering, for example, to control a transmission, usually consist of a housed in a housing plate-shaped circuit board, which is mounted on a housing base plate. The connection of a cable via a plastic connector part, which is led out through a passage in the housing. The electrical contacts of the plastic plug part are connected to conductor tracks on the circuit carrier.
Elektrische Geräte, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt sind, sind rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Bei Betrieb können hohe Beschleunigungskräfte auftreten. Dabei übertragen angeschlossene Kabel über das Steckerteil Vibrationen auf die Lötverbindungen im Inneren des Gehäuses. Schon geringe Wechselbeanspruchungen auf diese Lötverbindungen können die Zuverlässigkeit des elektronischen Gerätes empfindlich stören. Man ist deshalb bestrebt, die von einem Anschlusskabel eingeleiteten mechanischen Beanspruchungen von elektrischen Verbindungen, Lötverbindungen oder Leiterplatten-Steckverbindungen möglichst fern zu halten, das heißt die mechanische Verbindung zwischen dem Kunststoffsteckerteil, dem Schaltungsträger und der Gehäusegrundplatte ist konstruktiv möglichst stabil auszuführen .Electrical equipment used in a motor vehicle is exposed to harsh environmental conditions. During operation, high acceleration forces can occur. In this case, connected cables transmit vibrations via the plug part to the solder joints inside the housing. Even small alternating stresses on these solder joints can Disturb the reliability of the electronic device. It is therefore anxious to keep as far as possible from a connection cable initiated mechanical stresses of electrical connections, solder joints or PCB connectors, that is, the mechanical connection between the plastic connector part, the circuit carrier and the housing base plate is structurally as stable as possible.
Eine kostengünstige Ausführung für eine stabile Verbindung ist die Nietverbindung. Dabei tritt aber das Problem auf, dass, wenn das Kunststoffsteckerteil auf einer von der Gehäusegrundplatte abgewandten Seite des Schaltungsträgers angeordnet ist, das Kunststoffsteckerteil die für dieA cost effective design for a stable connection is the riveted joint. However, the problem arises that when the plastic plug part is arranged on a side facing away from the housing base plate side of the circuit substrate, the plastic plug part for the
Herstellung der Nietverbindung erforderlichen mechanischen Kräfte nicht schadlos aufnehmen kann. Es kann zu Rissen im Kunststoffsteckerteil kommen, die nach einer bestimmten Nutzungsdauer des Kraftfahrzeugs zum Bruch führen können. In weiterer Folge ist die elektrische Verbindung zwischen demMaking the rivet connection required mechanical forces can not absorb damage. It can cause cracks in the plastic connector part, which can lead to breakage after a certain useful life of the motor vehicle. Subsequently, the electrical connection between the
Anschlusskabel und den Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger beeinträchtigt. Eine unzulängliche Befestigung des KunststoffSteckerteils kann so den Ausfall des gesamten elektrischen Gerätes herbeiführen.Connection cable and the tracks on the circuit board affected. An inadequate attachment of the plastic plug part can thus cause the failure of the entire electrical device.
Um eine Beschädigung des KunststoffSteckerteils zu vermeiden, wurden bislang gesonderte Befestigungsmittel vorgesehen, das heißt, für die Befestigung des KunststoffSteckerteils auf dem Schaltungsträger z. B. Schrauben, für die Befestigung zwischen dem Schaltungsträger und der metallischenTo avoid damage to the plastic plug part, so far separate fasteners have been provided, that is, for the attachment of the plastic plug part on the circuit substrate z. As screws, for attachment between the circuit carrier and the metallic
Gehäusegrundplatte z. B. Nieten. Dies ist aber für eine Fertigung in großer Serie von Nachteil, da unterschiedliche Befestigungsmittel bereitgehalten werden müssen und getrennte Fertigungsschritte erforderlich sind.Housing base plate z. B. rivets. But this is for a production in large series of disadvantage, since different Fasteners must be kept ready and separate manufacturing steps are required.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Gerät anzugeben, bei dem die mechanische Befestigung zwischen einem Kunststoffsteckerteil, einem plattenförmigen Schaltungsträger und einer metallischen Gehäusegrundplatte möglichst stabil, einfach auszuführen und kostengünstig herzustellen ist.The object of the invention is to provide an electrical device in which the mechanical attachment between a plastic connector part, a plate-shaped circuit substrate and a metallic housing base plate as stable as possible, easy to perform and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Gerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen .This object is achieved by an electrical device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Die Erfindung geht davon aus, die bei einem Nietvorgang auftretende Flächenpressung durch ein Abstützteil aufzufangen, so dass auch ein Steckerteil aus Kunststoff ohne Beschädigung mit einem Schaltungsträger und einer metallischen Grundplatte vernietet werden kann.The invention is based on capturing the surface pressure occurring during a riveting operation by means of a support part, so that a plug part made of plastic can also be riveted without damage to a circuit carrier and a metal base plate.
Das erfindungsgemäße elektrische Gerät ist also dadurch gekennzeichnet, dass zur gemeinsamen Befestigung zwischen dem Kunststoffsteckerteil, dem Schaltungsträger und der metallischen Grundplatte Befestigungsmittel vorgesehen sind, die zapfenförmig von der Grundplatte abstehen, bei denen jeweils an einem Endstück dieser Befestigungsmittel, das durch korrespondierende Ausnehmungen im Schaltungsträger und im Kunststoffsteckerteil durchgeführt ist. Am Endstück ist endseitig eine Umformung ausgebildet, die mittels eines Abstützteils am Kunststoffsteckerteil abgestützt ist. Damit ist erreicht, dass die beim Herstellen der Nietverbindung auf das Kunststoffsteckerteil einwirkende Flächenpressung geringer ist. Dadurch wird das Kunststoffsteckerteil beim Herstellen der mechanischen Verbindung weniger stark belastet. Es kommt nicht mehr zur Beschädigung desThe electrical device according to the invention is thus characterized in that for joint mounting between the plastic plug part, the circuit carrier and the metallic base plate fastening means are provided which project peg-shaped from the base plate, in each case at an end of this fastening means by corresponding recesses in the circuit carrier and performed in the plastic plug part. At the end of a transformation is formed, which is supported by means of a support member on the plastic plug part. In order to it is achieved that the surface pressure acting on the plastic plug part during the production of the rivet connection is lower. As a result, the plastic plug part is less heavily loaded during the manufacture of the mechanical connection. It no longer comes to damage the
KunststoffSteckerteils . Es ist nicht mehr erforderlich, dass bei der Herstellung verschiedene Befestigungsmittel bereit gehalten werden müssen. Damit entfallen auch die getrennten Verfahrensschritte beim Herstellen der Verbindung. Der Herstellungsvorgang ist dadurch einfacher und kann durch ein automatisches Werkzeug erfolgen. Bei der Herstellung wird der Schaltungsträger mit dem darauf angeordneten Kunststoffsteckerteil mittels eines automatischen Handhabungssystems auf die Gehäusegrundplatte so aufgelegt, dass die zapfenförmig abstehenden Befestigungsmittel durch entsprechende Ausnehmungen im Schaltungsträger und im Kunststoffgehäuseteil hindurch ragen. In einem sich daran anschließenden Arbeitsgang wird jeder hindurch gesteckte Deformationsabschnitt kopfseitig verformt, so dass eine stabile Befestigung zwischen dem Kunststoffsteckerteil, dem Schaltungsträger und der Gehäusegrundplatte geschaffen wird. Dies führt zu einer stabilen Befestigung, die auch einer mechanischen Belastung, wie sie bei Betrieb eines KFZ auftritt, gewachsen ist. Die mechanische Belastung der elektrischen Verbindung zwischen den einzelnen Kontakten des KunststoffSteckerteils und den Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger ist dadurch geringer. In Folge davon verbessert sich die Zuverlässigkeit des elektrischen Gerätes. Da die Deformationen der durchgesteckten Verformungsabschnitte in einem Arbeitsvorgang erfolgt, verringern sich die Herstellungskosten. Bei einer Fertigung in Großserie ist dies ein entscheidender Vorteil. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, jedes zapfenförmige Befestigungselement als einen einstückig mit der Grundplatte des Gehäuses hergestellten Nietdom auszubilden. Damit ist jedes Befestigungsmittel integraler Bestandteil der Grundplatte und kann mit dieser in einemPlastic parts. It is no longer necessary that various fasteners must be kept ready during manufacture. This eliminates the separate process steps in establishing the connection. The manufacturing process is thereby easier and can be done by an automatic tool. During production, the circuit carrier with the plastic plug part arranged thereon is placed on the housing base plate by means of an automatic handling system such that the peg-shaped protruding fastening means protrude through corresponding recesses in the circuit carrier and in the plastic housing part. In an adjoining operation, any deformation segment inserted therethrough is deformed on the head side, so that a stable attachment between the plastic plug part, the circuit carrier and the housing base plate is created. This leads to a stable attachment, which is also a mechanical stress, such as occurs in the operation of a car, grown. The mechanical load on the electrical connection between the individual contacts of the plastic plug part and the conductor tracks on the circuit carrier is thereby reduced. As a result, the reliability of the electrical device improves. Since the deformations of the pushed-through deformation sections takes place in one operation, the manufacturing costs are reduced. In a production in mass production this is a decisive advantage. In a preferred embodiment, it is provided to form each pin-shaped fastening element as a rivet dome produced in one piece with the base plate of the housing. Thus, each fastener is an integral part of the base plate and can with this in one
Arbeitsvorgang, beispielsweise durch Fließpressen hergestellt werden .Operation, for example, be produced by extrusion.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform bei der das Abstützteil als Nietbuchse ausgebildet ist, die endseitig einen radial nach außen gerichteten Flansch und an einem zur Grundplatte liegenden Ende einen radial nach innen gerichteten Flansch aufweist. Dadurch wird der Schließkopf des Nietzapfens außenumfangsseitig durch die Buchse umschlossen. Der beim Nieten auftretende Leibungsdruck wird vom weniger stark beanspruchbaren Kunststoff des Steckerteils fern gehalten.Particularly preferred is an embodiment in which the support member is formed as a rivet bushing, the end has a radially outwardly directed flange and at an end lying to the base plate a radially inwardly directed flange. As a result, the closing head of the rivet pin is enclosed on the outer peripheral side by the bushing. The Leibungsdruck occurring during riveting is kept away from the less durable plastic of the male part.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nietbuchse in einer Bohrung des Steckerteils reibschlüssig gehalten ist. Dadurch ist die Nietbuchse unverlierbarer Bestandteil des Steckers. Der Stecker wird zusammen mit der Nietbuchse als Zulieferartikel an den Hersteller des elektrischen Gerätes geliefert.A preferred embodiment is characterized in that the rivet bushing is frictionally held in a bore of the plug part. As a result, the rivet is a captive part of the plug. The plug is supplied together with the rivet bushing as a supplier's article to the manufacturer of the electrical device.
Fertigungstechnisch ist es günstig, wenn die endseitige Verformung der Nietdome in einem Arbeitsgang erfolgt. Wenn der bei der Verformung ausgebildete Schließkopf an dem radial nach innen gerichteten Flansch der Nietbuchse erfolgt, kann bei entsprechender Ausbildung der Nietbuchse die Höhe des Nietdomes gering gehalten werden. Dies ist günstig beim Fließpressen der Nietdome. Als Material für die Grundplatte kommt bevorzugt eine Aluminiumlegierung zum Einsatz. Die Nietbuchse wird bevorzugt aus einem hochfesten Stahlblech durch Tiefziehen hergestellt.Manufacturing technology, it is advantageous if the end-side deformation of the rivet dome is done in one operation. If the closing head formed during the deformation takes place at the radially inwardly directed flange of the rivet bushing, the height of the rivet dome can be kept low with appropriate design of the rivet bushing. This is favorable during the extrusion of the rivet dome. The material used for the base plate is preferably an aluminum alloy is used. The rivet bush is preferably made of a high strength steel sheet by deep drawing.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made in the following part of the description to the drawings, from which further advantageous embodiments, details and further developments of the invention can be found. Show it:
Figur 1 ein Steuergerat für ein KfZ in einer Sicht auf das Kunststoffsteckerteil;1 shows a control unit for a motor vehicle in a view of the plastic plug part;
Figur 2 das Steuergerat gemäß Figur 1 in einer Sicht auf die Leiterplatten-Steckkontakte des KunststoffSteckerteils,• 2 shows the control unit of Figure 1 in a view of the printed circuit board plug-in contacts of the plastic plug part, •
Figur 3 das Kunststoffsteckerteil mit Blick auf die Öffnung des Steckerschachtes;FIG. 3 shows the plastic plug part with a view of the opening of the plug shaft;
Figur 4 das Kunststoffsteckerteil mit Blick auf die Leiterplatten-Steckkontakte;FIG. 4 shows the plastic plug part with a view of the printed circuit board plug contacts;
Figur 5a, b die Befestigung zwischen Kunststoffsteckerteil, Schaltungstrager und Gehausegrundplatte in einer vergrößerten Darstellung in einem Schnitt;Figure 5a, b the attachment between the plastic plug part, circuit carrier and Gehausegrundplatte in an enlarged view in a section;
Figur 6 die Nietbuchse in einer vergrößerten, dreidimensionalen Darstellung; Figur 7 die Gehäusegrundplatte in einer dreidimensionalen Darstellung.FIG. 6 shows the rivet bush in an enlarged, three-dimensional representation; Figure 7, the housing base plate in a three-dimensional view.
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils in einer perspektivischen Ansicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung, ein Steuergerät für ein KfZ gezeigt. Auf einer flachen Gehäusegrundplatte 1 ist ein Schaltungsträger 2 befestigt, der durch den transparent dargestellten Gehäusedeckel zu sehen ist. Auf dem Schaltungsträger 2 ist ein Kunststoffsteckerteil 3 befestigt, das in der Figur 3 mit Sicht auf den Steckerschacht dargestellt ist. Die Figur 4 zeigt das Kunststoffsteckerteil 3 in einer Sicht auf die Leiterplatten-Steckkontakte 4. Die Leiterplatten- Steckkontakte 4 stellen die elektrische Verbindung zu Leiterbahnen 14 auf dem Schaltungsträger 2 her.In the figures 1 and 2, a control device for a motor vehicle is shown in each case in a perspective view as an embodiment of the invention. On a flat housing base plate 1, a circuit substrate 2 is fixed, which can be seen through the transparent housing cover. On the circuit substrate 2, a plastic connector part 3 is fixed, which is shown in the figure 3 with a view of the connector shaft. FIG. 4 shows the plastic plug part 3 in a view of the printed circuit board plug contacts 4. The printed circuit board plug contacts 4 establish the electrical connection to printed conductors 14 on the circuit carrier 2.
Die Figur 5a und 5b zeigen beispielhaft in einer Schnittzeichnung die Befestigung zwischen dem Kunststoffsteckerteil 3, dem Schaltungsträger 2 und der Gehäusegrundplatte 1. An der Gehäusegrundplatte 1 sind durch Fließpressen hohlzylindrische, dünnwandige Nietdome 8 ausgebildet. Diese Nietdome 8 bilden - wie unten stehend näher erläutert ist - eine mechanische Verbindung zwischen dem Kunststoffgehäuseteil 3, dem Schaltungsträger 2 und der Gehäusegrundplatte 1 bzw. zwischen dem Schaltungsträger 2 und der Gehäusegrundplatte 1. Zur Befestigung des Kunststoffsteckerteil 3 ist jeder Nietdom 8 durch eine korrespondierende Ausnehmung 12 im Schaltungsträger 2 bzw. eine Ausnehmung 13 im Kunststoffsteckerteil 3 durchgesteckt. Wie im linken Teil der Figur 5a und 5b dargestellt, erfolgt auch die Befestigung des Schaltungsträgers 2 auf der Grundplatte 1 durch Nietdome 8 (In Figur 5a und 5b ist nur ein Nietdom 8 gezeichnet) . Im zusammengebauten Zustand ist an jedem Ende eines Nietdoms 8 eine ballenförmige Verdickung ausgebildet. Diese Verdickung bildet einen Schließkopf 9 einer Nietverbindung. Die Ausbildung des Schließkopfes 9 erfolgt bei der Herstellung des Steuergerätes für alle Nietdome 8 in einem Arbeitsvorgang. Um zu vermeiden, dass das Kunststoffsteckerteil 3 bei der Ausbildung des Schließkopfes 9 Schaden nimmt, ist erfindungsgemäß ein hohlzylindrisches Abstützteil 5 vorgesehen. Dieses Abstützteil 5 (Fig. 6) besteht aus einer Nietbuchse 5, die aus einem hochfesten Stahl-Blech durch Tiefziehen gefertigt ist. Die Wandstärke beträgt 0,5 mm. Die Nietbuchse 5 ist reibschlüssig in der als Bohrung ausgebildeten Ausnehmung 13 gehalten. Sie ist damit unverlierbar mit dem Steckerteil 3 verbunden, d.h. ein integraler Bestandteil des KunststoffSteckerteils 3. Das Kunststoffsteckerteil 3 ist durch Spritzgießen gefertigt. Die Nietbuchse 5 kann aber auch zumindest teilweise vom polymeren Werkstoff des Steckerteils 3 umspritzt sein. In diesem Fall wird die Nietbuchse 5 bei der Herstellung des KunststoffSteckerteils 3 als ein Einlegeteil in das Spritzgusswerkzeug eingelegt. Die Nietbuchse 5 ist im Querschnitt topfförmig mit einem bodenseitigen Loch. Sie weist einen radial nach außen gerichteten Flansch 6 und einen radial nach innen gerichteten Flansch 7 auf (Figur 6) . Der radial nach außen gerichtete Flansch 6 stützt sich an einem Ansatz 11 ab, die in einer Eintiefung 10 des KunststoffSteckerteils 3 ausgebildet ist. Auf dem radial nach innen gerichteten Flansch 7 stützt sich der Schließkopf 9 ab. Durch die topfförmige Ausbildung ist es möglich, dass der endseitige Verformungsabschnitt von jedem Nietdom 8 nach zur Gehäuserundplatte 1 liegt, was die Herstellung durch Kaltfließpressen begünstigt, da die Höhe des Nietdoms 8 klein gehalten werden kann. Beim Herstellen der Nietverbindung wirkt diese Nietbuchse 5 als steifes Anpress-Zwischenteil . Es stellt sicher, dass bei der Herstellung der Nietverbindung weder die angewandten Verformungskräfte noch derFIGS. 5a and 5b show by way of example the attachment between the plastic plug part 3, the circuit carrier 2 and the housing base plate 1 in a sectional drawing. Hollow-cylindrical, thin-walled rivet domes 8 are formed on the housing base plate 1 by extrusion. These rivet domes 8 form - as explained in more detail below - a mechanical connection between the plastic housing part 3, the circuit substrate 2 and the housing base plate 1 and between the circuit substrate 2 and the housing base plate 1. For attachment of the plastic connector part 3 each rivet dome 8 by a corresponding Recess 12 in the circuit substrate 2 and a recess 13 in the plastic plug part 3 pushed through. As shown in the left part of Figure 5a and 5b, takes place Also, the attachment of the circuit substrate 2 on the base plate 1 by Nietdome 8 (In Figure 5a and 5b, only one Nietdom 8 is drawn). In the assembled state, a bale-shaped thickening is formed at each end of a rivet dome 8. This thickening forms a closing head 9 of a riveted joint. The formation of the closing head 9 takes place in the production of the control unit for all rivet dome 8 in one operation. In order to avoid that the plastic plug part 3 takes damage in the formation of the closing head 9, a hollow cylindrical support member 5 is provided according to the invention. This support part 5 (FIG. 6) consists of a rivet bushing 5, which is made of a high-strength steel sheet by deep drawing. The wall thickness is 0.5 mm. The rivet bush 5 is frictionally held in the recess 13 formed as a bore. It is thus captive connected to the plug part 3, that is, an integral part of the plastic plug part 3. The plastic plug part 3 is made by injection molding. The rivet bushing 5 can also be at least partially encapsulated by the polymeric material of the plug part 3. In this case, the rivet bush 5 is inserted in the production of the plastic plug part 3 as an insert in the injection molding tool. The rivet bush 5 is cup-shaped in cross-section with a bottom-side hole. It has a radially outwardly directed flange 6 and a radially inwardly directed flange 7 (Figure 6). The radially outwardly directed flange 6 is supported on a projection 11, which is formed in a recess 10 of the plastic plug part 3. On the radially inwardly directed flange 7, the closing head 9 is supported. Due to the cup-shaped design, it is possible that the end-side deformation portion of each rivet dome 8 is to the housing base plate 1, which is the preparation by Cold extrusion presses, since the height of the rivet dome 8 can be kept small. When making the riveted joint, this rivet bushing 5 acts as a stiff pressing intermediate part. It ensures that in the production of the riveted joint neither the applied deformation forces nor the
Leibungsdruck bei der Ausbildung des Schließkopfes 9 das Kunststoffsteckerteil 3 beschädigen können. Wenn während des Betriebs des Kfz vom Anschlusskabel auf das Kunststoffsteckerteil Vibrationen übertragen werden, so stellt diese mechanische Verbindung sicher, dass die elektrische Verbindung zwischen den Leiterplatten- Steckkontakten 4 des Steckerteils 3 und Leiterbahnen 12 auf der Seite 15 der Leiterplatte 2 nicht beeinträchtigt wird.Leibungsdruck in the formation of the closing head 9 can damage the plastic connector part 3. If vibrations are transmitted during operation of the motor vehicle from the connecting cable to the plastic plug part, this mechanical connection ensures that the electrical connection between the printed circuit board plug contacts 4 of the plug part 3 and printed conductors 12 on the side 15 of the printed circuit board 2 is not impaired.
Die Figur 7 zeigt für das dargestellte Ausführungsbeispiel die Gehäusegrundplatte 1 in einer perspektivischen Ansicht. An einer Seite der Gehäusegrundplatte 1, die im zusammengebauten Zustand benachbart zum Schaltungsträger 2 liegt, sind zapfenförmig abstehenden Nietdome 8 zu sehen. Diese Nietdome 8 sind im Bereich von sikkenförmigenFIG. 7 shows the housing base plate 1 in a perspective view for the exemplary embodiment shown. On one side of the housing base plate 1, which is in the assembled state adjacent to the circuit substrate 2, peg-shaped protruding rivet dome 8 can be seen. These rivet domes 8 are in the area of sikkenförmigen
Ausbuchtungen 16 angeordnet. Diese Ausbuchtungen 16 dienen zur Versteifung der Gehäusegrundplatte 1. Das in Figur 3 und in Figur 4 gesondert dargestellte Kunststoffsteckerteil 3 wird durch zwei gegenüberliegende Nietdome, die in Figur 7 mit dem Bezugszeichen 8' gekennzeichnete sind, befestigt. Die Gehäusegrundplatte 1 ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Die Nietdome 8 weisen eine Höhe auf, die größer als der Durchmesser ist, bevorzugt entspricht die Höhe etwa dem 1,5 fachen bis sechsfachen Durchmesser eines Nietdoms 8. Die Nietdome sind durch Fließpressen in einem Arbeitsvorgang zusammen mit der Gehäusegrundplatte 1 hergestellt. Bei der Herstellung des Steuergerätes wird nun so verfahren, dass auf diese Nietdome 8 der Schaltungsträger 2 samt dem darauf, durch die eingesteckten Leiterplatten-Steckkontakte 4 gehaltenen Kunststoffsteckerteil 3 aufgelegt und durch die Nietdome 8 zentriert wird. In einem sich daran anschließenden Arbeitsschritt erfolgt durch ein automatisches Werkzeug an allen Nietdomen 8 gleichzeitig die endseitige Ausbildung eines Schließkopfes 9. Dadurch entsteht eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Kunststoffsteckerteil 3 und dem plattenförmigen Schaltungsträger 2 einerseits und - je nach Anzahl/Anordnung der Nietdome 8 - gleichzeitig eine Nietverbindung zwischen dem Schaltungsträger 2 und derBulges 16 arranged. These bulges 16 serve to stiffen the housing base plate 1. The plastic plug part 3, shown separately in FIG. 3 and in FIG. 4, is fastened by two opposing rivet domes, which are identified by the reference numeral 8 'in FIG. The housing base plate 1 is made of an aluminum alloy. The rivet domes 8 have a height that is greater than the diameter, preferably the height corresponds to about 1.5 times to six times the diameter of a rivet dome 8. The rivet domes are produced by extrusion in one operation together with the housing base plate 1. In the production of the control device is now moved so that on these rivet dome 8 of the circuit substrate 2 together with the on it, placed by the inserted PCB plug contacts 4 plastic plug part 3 is placed and centered by the rivet dome 8. In an adjoining step is carried out by an automatic tool at all rivet domes 8 at the same time the end-side design of a closing head 9. This creates a solid mechanical connection between the plastic connector part 3 and the plate-shaped circuit substrate 2 on the one hand and - depending on the number / arrangement of the rivet 8 - at the same time a rivet connection between the circuit carrier 2 and the
Gehäusegrundplatte 1. Das Kunststoffsteckerteil 3 kann dank der Nietbuchse 5 ohne Schaden zu nehmen vernietet werden. Die Nietbuches 5 ermöglicht es, dass der Schließkopf 9 nahe zur Gehäusegrundplatte 1 liegt. Dadurch kann die Höhe der Nietdome 8 gering gehalten werden, was für das Kaltfließpressen günstig ist.Housing base plate 1. The plastic plug part 3 can be riveted thanks to the rivet bushing 5 without damage. The rivet book 5 makes it possible that the closing head 9 is close to the housing base plate 1. Thereby, the height of the rivet dome 8 can be kept low, which is favorable for cold extrusion.
Die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 4 des KunststoffSteckerteils 3 und der Leiterbahnen 14 auf dem Schaltungsträger 2 sind weniger störanfällig, da dasThe electrical connection between the contacts 4 of the plastic plug part 3 and the conductor tracks 14 on the circuit substrate 2 are less prone to failure, since the
Kunststoffsteckerteil bei der Ausbildung der Nietverbindung nicht beschädigt wird. Die Zuverlässigkeit des elektrischen Gerätes kann dadurch über eine lange Gebrauchsdauer hoch gehalten werden, auch dann, wenn hohe Beschleunigungskräfte auf das elektrische Gerät einwirken bzw. starke Vibrationen über das Kabel auf den Stecker 3 übertragen werden. Zusammenstellung der verwendeten BezugszeichenPlastic plug part is not damaged in the formation of the riveted joint. The reliability of the electrical device can be kept high over a long service life, even if high acceleration forces act on the electrical device or strong vibrations are transmitted via the cable to the connector 3. Compilation of the reference numbers used
I Gehäusegrundplatte 2 SchaltungsträgerI housing base plate 2 circuit carrier
3 Kunststoffsteckerteil3 plastic plug part
4 Leiterplatten-Steckkontakte4 PCB plug contacts
5 Abstützteil, Nietbuchse5 support part, rivet bush
6 Radial nach außen gerichteter Flansch der Nietbuchse 7 Radial nach innen gerichteter Flansch den Nietbuchse6 Radially outward flange of rivet bushing 7 Radially inwardly directed flange of rivet bushing
8 Nietdom (8' in Figur 7)8 rivet dome (8 'in Figure 7)
9 Verformung, Schließkopf9 deformation, closing head
10 Eintiefung10 deepening
II Ansatz 12 Ausnehmung in 2II approach 12 recess in 2
13 Ausnehmung/Bohrung in 313 recess / bore in 3
14 Leiterbahnen14 tracks
15 Seite von 215 page from 2
16 Ausbuchtung auf 1 16 bulge on 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrisches Gerät, insbesondere Steuergerät für ein1. Electrical device, in particular control device for a
Kraftfahrzeug, mit einem auf einer metallischen Gehäusegrundplatte (1) befestigten plattenförmigen Schaltungsträger (2) auf dem an einer von der Gehäusegrundplatte (1) abgewandten Seite (15) ein Kunststoffsteckerteil (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, - dass zur gemeinsamen Befestigung zwischen demMotor vehicle with a plate-shaped circuit carrier (2) fastened on a metallic housing base plate (1) on which a plastic plug part (3) is fastened on a side (15) facing away from the housing base plate (1), characterized in that - for joint fastening between the motor vehicle and the motor vehicle
Kunststoffsteckerteil (3) , dem SchaltungsträgerPlastic plug part (3), the circuit carrier
(2) und der Gehäuserundplatte (1) Befestigungsmittel (8,9) vorgesehen sind, die zapfenförmig von der Gehäusegrundplatte (1) abstehen, dass die Befestigungsmittel (8,9) durch korrespondierende Ausnehmungen (12,13) im Schaltungsträger (2) und im Kunststoffsteckerteil(2) and the housing base plate (1) fastening means (8,9) are provided which protrude from the housing base plate (1), that the fastening means (8,9) by corresponding recesses (12,13) in the circuit carrier (2) and in the plastic plug part
(3) durchgeführt sind, - dass an jedem durchgesteckten Ende jeweils eine Verformung (9) ausgebildet ist, und dass jede Verformung (9) durch ein Abstützteil (5) am Kunststoffsteckerteil (3) abgestützt ist.(3) are performed, - that at each inserted end in each case a deformation (9) is formed, and that each deformation (9) by a support member (5) on the plastic plug part (3) is supported.
2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zapfenförmigen Befestigungselemente (8) einstückig mit der Gehäusegrundplatte (1) ausgebildet sind.2. Electrical device according to claim 1, characterized in that the peg-shaped fastening elements (8) are formed integrally with the housing base plate (1).
3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Befestigungselement (8) als Nietdom ausgebildet ist, der durch Fließpressens der Gehäusegrundplatte (1) hergestellt ist. 3. Electrical device according to claim 2, characterized in that each fastening element (8) is designed as Nietdom, which is produced by extrusion molding of the housing base plate (1).
4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (5) als Nietbuchse ausgebildet ist, die an einem von der Gehäusegrundplatte (1) abgewandten Ende einen radial nach außen gerichteten Flansch (6) und an einem der Gehäusegrundplatte (1) zugewandten Ende einen radial nach innen gerichteten Flansch (7) aufweist.4. Electrical device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting part (5) is designed as a rivet bushing which at one of the housing base plate (1) facing away from a radially outwardly directed flange (6) and at one of Housing base plate (1) facing the end has a radially inwardly directed flange (7).
5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (13) im Kunststoffsteckerteil (3) durch eine in einer Eintiefung (10) ausgebildeten Bohrung (13) gebildet ist, dass der radial nach außen gerichtete Flansch (6) an einem Ansatz (11) der Bohrung abgestützt ist und die Nietbuchse (5) in dieser Bohrung (13) reibschlüssig gehalten ist.5. Electrical device according to claim 4, characterized in that the recess (13) in the plastic plug part (3) by a in a recess (10) formed bore (13) is formed, that the radially outwardly directed flange (6) on a Lug (11) of the bore is supported and the rivet bushing (5) is frictionally held in this bore (13).
6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitige Verformung (9) als ballenförmiger Schließkopf ausgebildet ist, der an dem radial nach innen gerichteten Flansch (7) der Nietbuchse (5) abgestützt ist.6. Electrical device according to claim 5, characterized in that the end-side deformation (9) is designed as a bale-shaped closing head which is supported on the radially inwardly directed flange (7) of the rivet bushing (5).
7. Elektrisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schließkopf (9) jedes Nietdomes (8) der Gehäusegrundplatte (1) in einem Arbeitsgang hergestellt wird.7. Electrical device according to claim 6, characterized in that each closing head (9) of each rivet dome (8) of the housing base plate (1) is produced in one operation.
8. Elektrisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nietdom (8) eine Höhe aufweist, die größer als ein Durchmesser eines Nietdoms (8) ist, besonders bevorzugt eine Höhe die etwa 1,5-Mal so groß wie der Durchmesser eines Nietdoms (8) ist. 8. Electrical device according to claim 7, characterized in that each rivet dome (8) has a height which is greater than a diameter of a rivet dome (8), more preferably a height which is about 1.5 times as large as the diameter of a Nietdoms (8) is.
9. Elektrisches Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusegrundplatte (1) als Fließpressteil aus einer Aluminiumlegierung, besonders bevorzugt einer Aluminium-Magnesium-Legierung hergestellt ist.9. Electrical device according to claim 8, characterized in that the housing base plate (1) is made as extruded part of an aluminum alloy, particularly preferably an aluminum-magnesium alloy.
10. Elektrisches Geräte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (5) zumindest abschnittsweise von polymeren Werkstoff des KunststoffSteckerteils (3) eingebettet ist.10. Electrical device according to one of the preceding claims, characterized in that the support part (5) is at least partially embedded by polymeric material of the plastic plug part (3).
11. Elektrisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (5) aus einem hochfesten Stahl gefertigt ist. 11. Electrical device according to claim 10, characterized in that the supporting part (5) is made of a high-strength steel.
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